基于点分布模型的3D模型拟合方法

针对传统方法构建的患者病患部位的3D解剖结构模型与测试样本拟合效果较差的问题,提出基于点分布模型的3D模型拟合方法（3DMFB-PDM）. 对训练样本集进行数据处理,使模板样本与目标样本对齐,减小训练样本由于旋转及尺度变化产生的不利影响;在训练样本间建立对应关系,用正态分布表示患者的点分布模型;计算测试样本中的特征点与点分布模型中对应点间的距离,通过引入Mahalanobis距离和转换非线性方程组,使点间距最小.根据最小间距不断调整点分布模型的形状参数,使点分布模型与测试样本拟合.选取30组左侧股骨作为训练样本集实验验证3DMFB-PDM的有效性,结果表明引入附加项后的拟合误差小于未引入附加项的拟合误差. 将 3DMFB-PDM与其他3种方法进行对比,结果显示3DMFB-PDM的拟合误差最小,表明3DMFB-PDM能够有效地将患者病患部位的3D解剖结构模型与测试样本拟合.     

一种自适应惯性权重的混合蛙跳算法

针对混合蛙跳算法(SFLA)易陷入局部最优、收敛速度慢的问题,提出一种改进的混合蛙跳算法。该算法用相对基学习法初始化青蛙群体,从而提高初始解的质量。通过引入自适应惯性权重修正青蛙的更新策略,可以平衡算法的全局搜索和局部搜索。对6个经典函数的仿真测试结果表明,该算法与SFLA和ISFLA1算法相比寻优能力强、迭代次数少、解的精度高,更适合高维复杂函数的优化。     

改进价值函数的多阶段间歇过程故障检测

针对现有的阶段划分策略没有同时考虑间歇过程的动态性和多阶段特性,而导致过程检测效果不佳的问题,提出了一 种改进的结合价值函数的多向核主成分分析(CVF-MKPCA)算法。 首先,对间歇过程的三维数据进行相应的方向展开,并且通 过构建扩展矩阵来提取间歇过程数据之间的动态特性;其次,构建一种改进的结合价值函数,评估互异时间序列信息之间的结 构相似性;然后,根据动态结构相似性的评估要求,利用自下向上的搜索方法进行阶段划分,再采用 MKPCA 方法进行阶段建 模,最后,通过构造出一种新的 combine 统计量对各阶段进行故障检测。 所提算法在青霉素发酵仿真过程中故障误报率在控制 限为 95%时为 3. 40%,在控制限为 99%时为 7. 98%,与对比方法相比误报率分别降低了 2. 12%和 1. 26%,证明了所提方法具有 更优越的故障检测性能。     

水质远程监测智能环保系统

针对全国水质监测水平低以及水质污染日趋严重的现状,研制水质远程监测智能环保系统。系统融合固定远程监测站点、移动式无线监测站点以及生物水质监测站点,形成监测水域全覆盖、三位一体的实时监控网络。现场安装和测试结果表明,系统具有测量数据远程加密传输、超标报警、测量数据实时存储、科学决策等功能,同时该系统具有功耗低、可靠性高以及安装简便等特点,有较好的推广应用价值。     

分类属性数据量子聚类算法的改进

分析量子势能、量子力学中粒子分布机制和分类属性数据的量子聚类CQC(Categorical Quantum Clustering)算法.针对CQC算法存在的聚类效果对聚类度量尺度β较敏感,而β的选取往往凭经验确定没有通用原则,以及对线性可分数据聚类效果显著,但对线性不可分数据不能奏效等问题,通过引入新的相异性度量测度及聚类度量尺度步长βstep,重新定义紧致性指标ICD,提出一种改进的ICQC算法.该算法首先在不同粒度水平上划分数据样本产生初始类(簇),之后采用聚类中心间相异性测度最近邻方法合并初始类(簇)完成聚类.通过与CQC算法的实验比较,证明该算法具有更高的聚类效能,在CQC算法失效的情况下,也能获得良好的聚类效果.     

基于PCA与KPCA的TE过程故障检测应用研究

针对传统主元分析法(PCA)应用于复杂非线性的化工过程故障检测时存在性能差的问题,提出利用核主元分析法(KPCA)来进行故障检测的思想.从而将输入空间中复杂的非线性问题转化为特征空间中的线性问题.将上述方法应用于Tennessee Eastman(TE)化工过程模型,仿真结果表明,KPCA方法在复杂非线性化工过程敝障检测方面的应用明显优于普通的PCA方法.     

多选择背包问题的人工蜂群算法*

多选择背包问题是组合优化中的NP难题之一,采用一种新的智能优化算法——人工蜂群算法进行求解。该算法通过雇佣蜂、跟随蜂和侦察蜂的局部寻优来实现全局最优。基于算法实现的核心思想,用MATLAB编程实现,对参考文献的算例进行仿真测试。与其他算法进行了比较,获得了满意的结果。这说明了算法在解决该问题上的可行性与有效性,拓展了人工蜂群算法的应用领域。     

基于物联网的水质在线监测系统设计与实现

针对以往水质监控系统水质传感器数据采集盲区多,传统处理器、通信模块无法满足大量的数据的处理和传输等问题。设计并实现了一种基于物联网技术的水质在线监测系统。该系统由数据采集节点、数据汇聚节点与监测中心计算机构成。设计了以INA118仪用放大器为核心的微弱信号调理电路,通过STM32微处理器进行实时数据采集和处理,结合ZigBee低速短距离和CDMA2000高速远距离通信等物联网技术将水质数据上传至物联网云平台。监测中心计算机通过下载物联网云平台数据实时显示。通过测量数据的对比性实验,结果表明整个系统的实时性好、测量精度较高,温度,pH值和电导率的平均相对误差分别约为0.64%,1.33%和2.33%,能够较好地满足水质监测的要求。     

创新实验室的改革与探索

结合信息与控制系实验室建设的经验,详细阐述了信息与控制系实验室在实验室管理体制、学生集中实践环节、实验室开放运行机制、实验教材和实验设备方面的改革措施,改革措施实施两年来,成效显著,极大增强了学生的创新能力。     

Wiegand-RS485转换器的软件设计

Wiegand(韦根)协议和RS-485协议是安防系统运用最广泛的数据通信接口协议,文中提出了一种Wiegand(韦根)协议和RS-485协议转换的软件设计方法,以LPC922单片机作为控制核心,选用RS485接口协议芯片,实现Wiegand协议和RS-485协议转换。实验结果表明,所设计的转换器实现了Wiegand和RS485的双向通信,实现了Wiegand数据的远距离传输,传输距离可达500米以上。